스마트 시티에서의 생활

점점 더 많은 사람들이 도시에서 더 나은 삶을 살기를 원하면서 도시화가 가속화되고 있습니다. 사람들이 도시의 더 나은 기반 시설, 더 다양한 문화 생활, 더 많은 일자리를 찾아서 시골을 떠나고 있습니다. 그렇다면 갈수록 늘어나는 인구가 제한된 공간에서 어떻게 잘 살 수 있을까요?

이에 대한 한가지 해답이 바로 스마트 시티입니다. 스마트 시티의 목표는 도시를 더 효율적이고, 기술적으로 진보하고, 친환경적으로 만들면서 누구도 사회적으로 소외되지 않도록 하는 것입니다.

스마트 시티에서의 모빌리티

사람들은 직장에 가고, 학교에 가고, 병원에 가야 합니다. 혹은 도시를 벗어나서 전원으로 탈출하고 싶어합니다. 모빌리티(이동성)는 미래의 도시에서 핵심적 요소입니다. 스마트 시티에서의 모빌리티는 에너지를 절약하고, 빠르고, 효율적이고, 배기가스를 줄이고, 비용을 절감해야 합니다. 이러한 이유에서 앞서 가는 도시들은 e-모빌리티를 적극적으로 추진하고 있습니다. 하지만 아직은 전기차가 가격이 비싸서 누구나 구입하기는 어렵습니다. 폭스바겐의 경영 이사회 회장인 허버트 디에스는 가처분 소득이 낮은 사람들이 최신 형태의 모빌리티에서 배제되지 않도록 소형 전기차에 대해서 정부 보조금을 지급할 것을 제안하고 있습니다. 새로운 요구사항을 충족해야 하는 것은 자동차뿐만이 아닙니다. 스마트 시티에서는 인프라 역시도 지능형으로 혼잡한 도로 상황, 사고, 열차 지연 같은 것을 알려줄 수 있어야 합니다. 그러면 이러한 상황이 발생되었을 때 사람들이 재빨리 다른 교통 수단을 알아 볼 수 있습니다.

종이 티켓을 대체할 스마트폰과 스마트 카드

시민들이 혼잡한 기계 앞에서 기다릴 필요 없이 스마트폰 앱이나 금액이 충전된 스마트 카드를 사용해서 버스나 기차 티켓을 구입할 수 있습니다. 이렇게 하면 종이로 된 행정 업무를 줄일 수 있습니다. 그러기 위해서는 많은 사람들이 빠르게 개찰구를 통과하고 버스에 탑승할 수 있도록 신뢰할 수 있는 단순한 기술이 필요합니다. 전자 티켓팅 시스템이 승객 데이터를 비접촉식으로 빠르고 신뢰하게 처리할 수 있어야 합니다. 보안칩과 기술로 가상 티켓을 카드와 스마트폰으로 안전하게 수 밀리초만에 빠르게 전송할 수 있습니다.

어떤 도시나 은행은 고객 편의를 높이기 위해서 여러 애플리케이션을 단일 솔루션으로 결합하고 있습니다. 예를 들어서 하나의 카드로 커피 값을 지불하고, 티켓을 구입하고, 자전거를 대여하고, 사회보장 서비스를 이용할 수 있습니다. 이렇게 하면 지갑의 공간과 계산대에서 걸리는 시간을 줄일 수 있습니다.

전기로 구동되는 자전거, 승용차, 상업용 차량

오슬로는 유럽에서 e-모빌리티 측면에서 모범 도시입니다. 신규 등록 차량 중 전기차 비중이 40퍼센트에 달하고 있습니다. 이것은 전기차를 구매하면 상당한 세제 혜택이 주어지기 때문입니다. 자동차세나 부가가치세가 면제되며, 노르웨이에서 내연 엔진 차량에 부과되는 세금들이 면제됩니다. 전기차가 늘어나는 만큼 전기차 충전을 위한 충전소 또한 더 많이 필요합니다. 오슬로에서는 연간 25퍼센트의 속도로 충전소 숫자가 늘어나고 있습니다. 확고한 의지를 가지고 e-모빌리티를 추진하고 있습니다. 노르웨이는 2025년에는 도로 상에서 배기가스를 배출하지 않는 차량만 허용할 계획입니다.

e-모빌리티는 전기 구동 승용차만이 아닙니다. 버스, 트럭, 굴착기, 승합차 같은 상용차가 전체 교통으로 발생하는 CO2 배출량의 1/4을 차지하며, 이것은 총 온실가스 배출량의 5퍼센트에 해당됩니다. 이러한 상업용 차량을 전기 모터로 전환하면 사람과 환경을 보호하는 데 크게 기여할 수 있습니다. 그러기 위해서 중요한 과제는 배터리 기술입니다. 상업용 차량에 탑재되는 배터리는 승용차에 탑재되는 것보다 용량과 크기가 더 커야 합니다. 또 건설 현장이나 농업에 사용되어야 하기 때문에 배터리와 전체적인 파워트레인이 더 견고해야 합니다. 인피니언은 진동과 기계적 스트레스를 잘 견디고 상업용 차량에 맞춤화 된 전기 파워트레인 용으로 견고한 전력 반도체 제품을 개발하고 있습니다. 또한 인피니언은 새로운 반도체 소재를 기반으로 에너지 효율을 향상시키는 전력 반도체 제품을 개발하고 있습니다.

이상적으로, 상업용 차량의 배터리는 밤새 완전히 충전하여 낮에 운행하는 동안 충분한 전력을 공급할 수 있어야 합니다. 운행 중에 충전을 해야 한다면 버스나 트럭이 오래 멈춰 있지 않도록 아주 빠르게 할 수 있어야 합니다. 차량과 충전 인프라 모두 이것이 가능해야 합니다. 인피니언은 충전 인프라 용으로 적합한 반도체 솔루션을 개발하고 있습니다.

시간과 에너지를 절약하는 자율 주행차

퇴근 후에 쇼핑을 위해 차를 끌고 나가는 것은 시간과 에너지를 낭비하는 일입니다. 미래에는 출근길에 온라인으로 식료품을 주문하고 저녁에 배달되도록 하는 것이 일상이 될 것입니다. 배달 서비스 회사들은 차량 노선을 최대한 효율적으로 계획할 것입니다. 각각의 차량이 맡은 구역을 전체적으로 배달하기 때문에 개인들이 별도로 마트에 가지 않아도 됩니다. 그러면 시간을 절약할 수 있고 도로 교통량을 줄일 수 있습니다.

자율주행이 출근 길에 주문 하는 것을 가능하게 할 것입니다. 버스나 열차를 타고 다니는 통근자들뿐만 아니고 승용차 운전자들도 출근길에 온라인 서비스에 집중할 수 있게 될 것입니다. 가장 먼저 대중적으로 사용되는 자율주행 교통 수단은 로보택시가 될 것입니다. 현재의 차량 공유 서비스처럼, 자율주행 자동차를 호출하고 승차하고 목적지에서 하차할 것입니다. 자율주행차는 편의성을 높이고 시간을 절약할 뿐만 아니라 연료 소비를 줄이고 교통 혼잡과 오염을 줄일 수 있습니다. 자동차와 자동차를 연결하고 자동차와 인프라를 연결하기 때문에 자동차들이 지능적이고 효율적으로 대처할 수 있습니다. 혼잡한 도로를 피해서 갈 수 있고 바로 다음 승객이 있는 곳으로 향할 수 있으며, 자동차 소유자들은 근처 어디에 무료 주차 공간이 있는지 알 수 있습니다.

또 다른 중요한 요소는 안전입니다. 자율주행차는 위험한 상황에서 사람보다 빠르게 대응합니다. 자율주행을 가능하게 하는 것은 다양한 종류의 센서 사이의 상호작용입니다. 초음파 센서는 자동차가 주차할 때 장애물을 식별하고, 레이더 센서는 물체를 감지하고 물체의 속도를 알 수 있습니다. 카메라의 이미지 센서는 추가적인 시각 데이터를 제공합니다. 이러한 모든 센서로부터의 정보를 결합하여 주변에 대한 전체적인 그림을 얻을 수 있습니다. 이것이 자율주행을 가능하게 하는 토대를 제공합니다.

IoT 도시

스마트홈과 더불어서, IoT가 미래의 도시에서 중요한 역할을 할 것입니다. 다양한 디바이스, 자동차, 인프라에 센서를 내장하고 이들을 서로 연결할 것입니다. 데이터를 생성 및 기록하고, 클라우드에 저장하고, 허가된 당사자와 시스템만이 사용할 수 있을 것입니다. 이러한 연결성과 데이터가 스마트 시티의 중추 역할을 할 것입니다. 시민들이 스마트폰이나 터치 스크린 같은 디바이스를 사용해서 공공 데이터에 접근하고 기술과 상호작용할 것입니다.

다양한 기능을 통합한 스마트 가로등

스마트 시티에서 효율을 높이면서 다목적으로 사용할수 있는 예로 가로등을 들 수 있습니다.  센서로 기상 조건을 감지하고 그에 따라서 조명을 조절할 수 있으므로 보도, 자전거길, 도로를 효율적으로 비추고 전력 소비를 크게 줄일 수 있습니다. 안개가 끼거나 비가 심하게 내릴 때는 조명을 더 밝게 비출 수 있습니다. 자동차나 자전거나 사람이 지나가지 않을 때는 조명을 끌 수 있습니다. 또한 스마트 가로등이 주민들에게 와이파이를 제공하고 공기 질을 측정할 수도 있습니다. 측정된 환경 데이터를 클라우드로 보내서 스마트 시티 전체의 공기 질을 상세하게 파악할 수 있습니다. 공기 질이 정해진 기준을 초과했을 때는 해당 기관으로 통보해서 차량 속도 제한이나 일부 도로 차단 같은 조치를 취할 수 있습니다. 주요 지점에서 교통량을 측정하고 교통 통제 센터로 전송할 수 있습니다. 그러면 교통 정체를 미연에 방지할 수 있습니다. 또 사고나 응급 상황 발생 시 지나가던 사람이 도움을 요청할 수 있는 호출 버튼 기능도 생각해 볼 수 있습니다. 또 완전 자동화되지 않은 자동차를 운전하는 운전자에게 무료 주차 공간이나 충전소 위치를 스마트폰으로 알려줄 수 있습니다. 가로등 자체가 충전기 기능을 할 수도 있습니다.

IoT 도시를 해커의 공격으로부터 보호

디지털화와 인터넷을 통한 커넥티비티를 위해서는 보안이 중요합니다. 예를 들어서 해커들이 전력망을 중단시키는 공격을 하거나, DoS(서비스 거부) 공격을 할 수도 있습니다. 이것은 특정 대상으로 요청이 쇄도하게 해서 데이터 네트워크에 과부하를 발생시키는 것입니다. 그러면 필요한 인터넷 서비스를 이용할 수 없게 됩니다. 따라서 IoT로 연결되는 디바이스, 자동차, 공장을 데이터 도용이나 여타의 악의적 공격으로부터 보호하기 위해서 전문적인 보안 솔루션을 사용해야 합니다.

소프트웨어만으로는 충분하지 않습니다. 소프트웨어는 덮어쓰기나 조작될 수 있기 때문입니다. 갈수록 더 연결되는 세상에서, 하드웨어로서 보안칩이 디지털 데이터를 저장하는 금고 역할을 할 수 있습니다. 이러한 칩에 디바이스 ID나 암호화 키를 저장하고 보호할 수 있습니다. 네트워크에서의 접근을 방어할 수 있습니다. 이 칩을 공격 하기 위해서는 매우 높은 수준의 기술적 노력이 필요하기 때문에 공격이 성공하기란 매우 어렵습니다. 기본 원리는 칩을 내장한 은행 카드나 전자 여권과 같은 것으로서, 이제는 자동차에서부터 커넥티드 제조 장비와 디지털 도어록에 이르기까지 모든 커넥티드 디바이스에 보안이 필요합니다.

스마트 시티에서의 보안

모든 스마트 시티 기술에는 보안이 중요합니다. 모든 시민들에게 중요한 문서인 개인 신분증도 마찬가지입니다.

전자 신분증과 전자 여권

최신 신분증은 엄격한 요구사항을 충족해야 합니다. 출입국 심사나 세관 절차를 빠르게 하기 위해서는 신분증을 기계로 판독할 수 있어야 합니다. 또한 전자 여권은 개인 정보, 생체 데이터, 비자를 보호하기 위해서 ICAO(국제 민간 항공 기구)와 같은 기관에서 정한 표준 요건을 충족해야 합니다.  이는 필요한 수준의 보안 및 편의성을 보장합니다.

전자 신분증이 까다로운 점은, 국가마다 다르다는 것입니다. 어떤 국가에서는 신분증에 의료 보험 데이터를 저장하기도 하고 투표 때 신원 확인 용으로 사용하기도 합니다. 미래의 생체 인식 신분증은 엄격한 보안 요구를 충족하고 디지털 서비스에 연결할 수 있도록 설계해야 합니다. 인피니언은 칩과 소프트웨어로 구성된 보안 솔루션을 제공하여 이러한 요구에 대응하고 있습니다. 신분증 개발자들을 위해서 보안과 기능, 긴 서비스 수명이 이상적으로 결합된 솔루션을 제공합니다.

비접촉 결제

카페에서 커피를 마시든, 주말에 쇼핑을 하든, 티켓을 구입하든, 비접촉 결제가 빠르게 늘어나고 있습니다. 특히 젊은 세대사이에선 NFC(근거리 통신) 로 빠르고 편하게 결제하는 것이 인기를 끌고 있습니다. 16세~29세의 독일인들 중에서 77퍼센트가 비접촉 방식의 결제가 편하다고 응답하고 있습니다. 연령대가 높아질수록 이 기술에 열광하는 비율이 낮아지기는 하지만, 60대 이상의 45퍼센트가 첨단 결제 방식에 관심이 있다고 응답했습니다. 이 조사는 알렌바흐 여론조사 재단(IfD)이 2018년에 독일에서 Girocard 소지자를 대상으로 실시한 것입니다.

거래는 빠르고 쉽고 보안적이어야 합니다. 이를 위해서 인피니언은 다양한 측면을 고려한 솔루션을 제공합니다.  전면적으로 비접촉 인프라를 구축하고 있는 나라는 거의 없으며, 아직은 카드를 리더에 삽입해서 읽을 수도 있어야 합니다. 따라서 비접촉과 접촉 방식 모두를 지원하는 칩을 사용함으로써 기존 기술과 새로운 기술 사이의 틈새를 메울 수 있습니다. 이것을 “듀얼 인터페이스”라고 합니다. 인피니언은 데이터 전송 관련한 유연성을 제공할 뿐만 아니라, 국제적으로 통용되는 벤더 독립적인 표준 관련해서도 힘을 쓰고 있습니다. 그렇게 되면 신용 카드, 모바일 단말기의 결제 서비스, 결제 기능이 있는 반지를 유럽에서뿐만 아니라 아시아와 아프리카 국가에서도 사용할 수 있게 됩니다.

소비자들은 여전히 신원 확인 용으로 PIN을 필요로 하지만, 곧 생체 인식을 사용해서 더 간단해질 것입니다. 최신 스마트 카드는 지문을 사용해서 신원 확인을 할 수 있습니다. 인피니언의 ToF(time-of-flight) 솔루션을 사용하면 스마트폰으로 결제할 때 얼굴 인식으로 사용자 인증을 할 수 있습니다.

스마트 시티: 환경 보호와 에너지 효율

미래의 도시는 많은 양의 에너지를 필요로 합니다. 인구 천만 명 이상인 도시에 충분한 전력을 공급해야 합니다. 되도록이면 신재생 에너지원을 사용해야 합니다. 자동차, 대중 교통과 가로등, 빌딩, IT 인프라, 5G 모바일 통신, 대규모 산업 플랜트 등 첨단 인프라는 스마트한 에너지 분배와 소비에만 집중해서는 안됩니다. 가능한 한 신재생 에너지원에서 지능적으로 에너지를 생산해야 합니다.  

효율적이며 소비자에게 가깝게 – 태양열 시스템과 수직 재배

지속가능성은 기후 변화나 유한한 자원과 관련해서 중요한 문제입니다. 현 세대는 미래 세대의 권리를 뺐지 않으면서 필요한 자원을 충족해야 합니다. 상품은 되도록 소비자와 가까운 곳에서 생산해야 합니다. 예를 들어서 도시 인근의 채소 재배지에서 야외 장터를 열면 지역 특산물을 신선한 상태로 구입할 수 있습니다. 또 도심지 빌딩에서 수직 재배를 활용해서 콩나물 같은 작물을 고품질로 빠르게 재배할 수 있습니다.  비록 적은 규모라도 도심 한가운데서 옥상 정원을 활용해서 주민들에게 신선한 식품을 제공할 수 있습니다. 첨단 LED 기술은 작물 재배를 도울 수 있습니다. 비가 오거나 야간에도 LED로 빛을 비출 수 있으므로 토마토나 상추 같은 것을 더 빠르게 키울 수 있습니다. 태양열, 태양광, 지열을 활용해서 에너지를 생산하고 자원 보호에 기여할 수 있습니다.

스마트 시티를 선도하는 토론토, 산탄데르, 싱가포르

구글의 모회사인 알파벳은 이미 미래를 향한 걸음을 내딛고 있습니다. 알파벳의 도시 건설 자회사인 Sidewalk Lab은 토론토 해안가에 12에이커(약 14,700평)에 달하는 부지를 구입했습니다. 이 곳에 자체적인 스마트 시티를 구현하려고 합니다. 혁신적인 건축 기술과 에너지 시스템, 주민들이 개인 소유 자동차 대신에 사용할 수 있는 자율주행 자동차를 도입할 계획입니다.

스페인의 해안 도시인 산탄데르는 2010년부터 여러 가지 스마트 시티 사업을 시행하고 있습니다. 예를 들어서 쓰레기통에 센서를 장착해서 쓰레기통이 다 찰 때까지 기다렸다가 비웁니다. 그러면 도시 서비스에 들어가는 운영 비용을 절감할 수 있습니다. 공원의 스프링클러는 날씨가 건조할 때만 작동시킵니다. 택시에 센서를 내장하여 택시를 타려는 승객들은 어디에 빈 택시가 있는지 알 수 있습니다.

모스크바는 싱가포르를 모델로 해서 2030년까지 스마트 시티로의 전환 계획을 세우고 있습니다. 러시아의 수도는 5G와 블록체인 같은 첨단 기술을 사용해서 시민들의 편의를 높이려고 합니다. 관련 기관에서 몇 년 전부터 토대를 조성하고 있습니다. 이러한 노력의 일환으로서 지하철에서 무료 와이파이를 사용하고 버스나 열차 안에서 스마트폰을 충전하는 것이 일상이 되었습니다.

스마트 시티의 한 축으로서 스마트 홈

스마트 홈은 스마트 시티의 필수 구성 요소입니다. 가정에서 지능적인 전력 소비는 가전기기에서 시작됩니다. 센서, 마이크로컨트롤러, 전력 반도체를 사용해서 냉장고 같은 가전제품의 에너지 효율을 높일 수 있습니다. 가변속 컴프레서를 사용해서 냉장고의 전력 소비를 40퍼센트까지 낮출 수 있습니다. 가전기기와 에어컨 시스템에서 시작해서 가로등, 모빌리티, 도시 전체의 인프라로 확대하여, 한 도시를 에너지 효율적인 스마트 시티로 전환할 수 있습니다.

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NFC(근거리 통신)

NFC(near field communication)는 근거리 무선 기술로서, 디지털 모바일 라이프스타일의 많은 과제를 해결합니다. 이 기술로 스마트폰, 스마트 카드, 웨어러블로 비접촉 결제를 할 수 있습니다. 작은 크기의 IC를 사용해서 정보를 간편하게 교환하고 지불에 관련된 거래를 빠르고 보안적으로 할 수 있습니다. 인피니언은 NFC가 퍼스널 모빌리티의 요구를 충족시키기 위한 중요 기술이라고 믿고 있습니다.